本發(fā)明涉及電力領域，尤其是一種三相交流電動機改發(fā)電機的設計方法及使用方法。

背景技術：

現(xiàn)有人們使用的單相或多相發(fā)電機，它們在發(fā)電時都是用水輪機汽輪機和原動機牽引發(fā)電機進行發(fā)電的，把發(fā)出電輸送給電網(wǎng)或直接供給電器設備使用。由于發(fā)電機只做單一的發(fā)電使用，所以被拖動的發(fā)電機它也只能做把機械能轉化為電力能?？傊藗冋J為；發(fā)電機就是單一為發(fā)電所用的機械，所以生產(chǎn)發(fā)電機廠家也只能圍繞如何提高發(fā)電機的效率在為發(fā)電機改造生產(chǎn)忙碌著。

三相交流電動機改發(fā)電機，一般單相異步電動機可以改成發(fā)電機，只需在兩個繞組間接兩個電容即可，非常實用。三相異步電動機可以在每一個繞組接一個電容，再把三個所剩腳接在一起，便可以組成星型接法，相線與中性線之間的電壓為220V。三相交流電動機通過外加電容和動力拖動可改成發(fā)電機，供普通照明用。外加電容分為主電容組和副電容組，主電容組主要是使發(fā)電機在空載狀態(tài)下自激達到額定電壓輸出的電容，副電容是指為了在加載狀態(tài)下保持輸出電壓在額定值所必須加的電容。如果選取的電容耐壓值為250V，則應接成Y型，如果電容的耐壓值是400V，則可接成△型，主電容組的容量是根據(jù)三相交流電動機的功率大小來定的，副電容是根據(jù)負載情況而定的，所有電容都是無極性電容。另外，要使三相交流電動機能激勵發(fā)電，轉子必須要存在剩磁通。

目前的一種三相交流電動機改發(fā)電機的技術，不能提供穩(wěn)定的電壓和電流，發(fā)電機電壓輸出不穩(wěn)定。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種三相交流電動機改發(fā)電機的設計方法及使用方法，它利用發(fā)電機同一個定子繞組磁場開發(fā)制造出新式三相交流電動機來牽引機械做功(包括發(fā)電機發(fā)電)，它在主機(發(fā)電機)正常發(fā)電的同時，又能發(fā)揮三相交流電動機的使用功能使其能達到一機兩用增加多項服務，達到提高本發(fā)電機的工作效率，起到節(jié)能減排的作用。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種三相交流電動機改發(fā)電機的設計方法，三相交流電動機改作發(fā)電機配電線路，外加電容器的聯(lián)結外加電容器分為主電容器組和副電容器組；主電容器組主要作用是使發(fā)電機在空載狀態(tài)下能自激達到額定電壓輸出；副電容器組是在加載狀態(tài)下保持輸出電壓穩(wěn)定為額定值所必須附加的電容器。主電容器組的聯(lián)結方式應根據(jù)電容器的耐壓值而定；若電容器的耐壓值為250V，則應按丫形連接；丫形連接的形式為三件相互電阻并聯(lián)連接的電容分別串聯(lián)接入L1、L2和L3電路中，中間節(jié)點處相互連接；若電容器的耐壓值高于400V，則可接成△形；△形連接的形式為入L1、L2和L3電路兩兩連接，三件相互電阻并聯(lián)連接的電容分別串聯(lián)接入L1、L2和L3電路中；副電容器的聯(lián)結根據(jù)負載情況設定配電線路。

本發(fā)明還具有以下附加技術特征：

作為本發(fā)明方案進一步具體優(yōu)化的，三相交流電動機的功率為3kW以下改發(fā)電機時，配電線路中，G為三相交流電動機，采用Y形聯(lián)結L1、L2和L3電路中，主電容器Cl、C2和C3采用△形聯(lián)結后分別接入L1、L2和L3電路中，副電容器組包括有第一副電容器組，第二副電容器組和第三副電容器組；所述第一副電容器組包括有相互并聯(lián)連接的電容C4和電容C5，所述電容C4和電容C5與照明燈ELl并聯(lián)連接；所述第二副電容器組和第三副電容器組與第一副電容器組結構相同；所述L1、L2和L3電路連接有帶有轉換開關S的電壓表PV。

作為本發(fā)明方案進一步具體優(yōu)化的，三相交流電動機的功率為3kW以上改發(fā)電機時，配電線路中，G為三相交流電動機，主電容器的電容Cl、電容C2和電容C3采用星形連接，三個節(jié)點處分別經(jīng)由熔斷器FU1接入L1、L2和L3電路中；N線分別經(jīng)由副電容器的電容C4、電容C5和電容C6連接入L1、L2和L3電路中；N線分別經(jīng)由照明燈ELl、照明燈EL2和照明燈EL3連接入L1、L2和L3電路中；三相交流電動機M分別經(jīng)由熔斷器FU3連接于L1、L2和L3電路中；副電容器電容C7、電容C8和電容C9采用星形連接，三個節(jié)點處分別三相交流電動機M的三相線路上。

作為本發(fā)明方案進一步具體優(yōu)化的，所述照明燈ELl、照明燈EL2和照明燈EL3分別經(jīng)由熔斷器FU2連接于L1、L2和L3電路中；熔斷器FU2和L1、L2和L3電路之間設有控制用刀開關Q3。

作為本發(fā)明方案進一步具體優(yōu)化的，所述熔斷器FU1、副電容器的電容C4、電容C5和電容C6、熔斷器FU3分別通過控制用刀開關Q1，控制用刀開關Q2和控制用刀開關Q4連接于L1、L2和L3電路中。

作為本發(fā)明方案進一步具體優(yōu)化的，所述三相交流電動機2與發(fā)電機3裝在同一基座上，發(fā)電機3與電動機2的傳動方式要保證在滿載時電動機的轉速能高于同步轉速的3-4％；傳動方式采用聯(lián)軸節(jié)直接傳動或三角皮帶傳動；所述電動機2的左側設有散熱器1，電動機2與發(fā)電機3的工作狀態(tài)由控制箱4控制；所述基座通過螺栓貫穿于地腳孔5固定于機架或地面上。

一種三相交流電動機改發(fā)電機的使用方法，包括以下步驟：

步驟1：用兩節(jié)1.5V干電池作為外接電源對作為發(fā)電機的三相交流電動機進行充磁；

步驟2：檢查各負載開關在斷開位置；

步驟3：起動時應將柴油機調節(jié)至中等轉速；

步驟4：合上主電容器組，視電壓表指示電高低，使電壓達到額定值，電壓穩(wěn)定為380V、頻率為50Hz；

步驟5：在起動電機負載時，應事先至少是同時合上補償電容組和加大柴油機油門，以保護端電壓在額定值，電壓穩(wěn)定為380V、頻率為50Hz；確保三相交流電動機負載最好是空載狀態(tài)；之后慢慢加大油門，加負載；

步驟6：合上阻性負載時應同時加大柴油機油門，以保護端電壓在額定值，電壓穩(wěn)定為380V、頻率為50Hz；

步驟7：在斷開部分負載時，要逐漸減少柴油機油門，降低電容器容量；

步驟8：在全部停機時，要關掉柴油機油門，降低電容器容量。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點在于：

1、電容器多組并聯(lián)的作用是分流，可以提供（吸收）更大的容性電流，即增大了容量，特別是在工業(yè)上無功補償、濾波等場合，無功補償?shù)娜萘亢艽?，更是需要電容并?lián)，在本發(fā)明里更能提供穩(wěn)定的電壓和電流，使發(fā)電機電壓穩(wěn)定。

2、改變負載投入時對發(fā)電機系統(tǒng)的影響從兩方面著手。一是220V供電，純電阻型電路，使負載與多組電容器并聯(lián)后一起投入供電系統(tǒng)，使得供電平穩(wěn)。二是380V供電，純電阻型三相Y接電路，使負載與多組電容器Y接后一起投入供電系統(tǒng)，使得供電平穩(wěn)。三是380V供電，純三相交流電動機電路，使負載與多組電容器角接后一起投入供電系統(tǒng)，使得供電平穩(wěn)。

3、三相交流電動機通過外加電容器和動力(柴油機、水輪機等)拖動，可臨時改為發(fā)電機，供照明或廣播、小型農(nóng)副產(chǎn)品加工機械使用。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明線路基本連接結構示意圖；

圖2是兩款三相交流電動機改發(fā)電機的典型配電線路；

圖3為本發(fā)明安裝簡圖示意圖；

附圖標記說明：

散熱器1；電動機2；發(fā)電機3；控制箱4；地腳孔5。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

一種三相交流電動機改發(fā)電機的設計方法，三相交流電動機改作發(fā)電機配電線路，外加電容器的聯(lián)結外加電容器分為主電容器組和副電容器組；主電容器組主要作用是使發(fā)電機在空載狀態(tài)下能自激達到額定電壓輸出；副電容器組是在加載狀態(tài)下保持輸出電壓穩(wěn)定為額定值所必須附加的電容器；主電容器組的聯(lián)結方式應根據(jù)電容器的耐壓值而定。

若電容器的耐壓值為250V，則應按丫形連接；丫形連接的形式為三件相互電阻并聯(lián)連接的電容分別串聯(lián)接入L1、L2和L3電路中，中間節(jié)點處相互連接；若電容器的耐壓值高于400V，則可接成△形；△形連接的形式為入L1、L2和L3電路兩兩連接，三件相互電阻并聯(lián)連接的電容分別串聯(lián)接入L1、L2和L3電路中；副電容器的聯(lián)結根據(jù)負載情況設定配電線路。

三相交流電動機的功率為3kW以下改發(fā)電機時，配電線路中，G為三相交流電動機，采用Y形聯(lián)結L1、L2和L3電路中，主電容器Cl、C2和C3采用△形聯(lián)結后分別接入L1、L2和L3電路中，副電容器組包括有第一副電容器組，第二副電容器組和第三副電容器組；第一副電容器組包括有相互并聯(lián)連接的電容C4和電容C5，電容C4和電容C5與照明燈ELl并聯(lián)連接；第二副電容器組和第三副電容器組與第一副電容器組結構相同；L1、L2和L3電路連接有帶有轉換開關S的電壓表PV。

三相交流電動機的功率為3kW以上改發(fā)電機時，配電線路中，G為三相交流電動機，主電容器的電容Cl、電容C2和電容C3采用星形連接，三個節(jié)點處分別經(jīng)由熔斷器FU1接入L1、L2和L3電路中；N線分別經(jīng)由副電容器的電容C4、電容C5和電容C6連接入L1、L2和L3電路中；N線分別經(jīng)由照明燈ELl、照明燈EL2和照明燈EL3連接入L1、L2和L3電路中；三相交流電動機M分別經(jīng)由熔斷器FU3連接于L1、L2和L3電路中；副電容器電容C7、電容C8和電容C9采用星形連接，三個節(jié)點處分別三相交流電動機M的三相線路上。

照明燈ELl、照明燈EL2和照明燈EL3分別經(jīng)由熔斷器FU2連接于L1、L2和L3電路中；熔斷器FU2和L1、L2和L3電路之間設有控制用刀開關Q3。

熔斷器FU1、副電容器的電容C4、電容C5和電容C6、熔斷器FU3分別通過控制用刀開關Q1，控制用刀開關Q2和控制用刀開關Q4連接于L1、L2和L3電路中。

如圖3安裝簡圖示意圖所示，三相交流電動機2與發(fā)電機3裝在同一基座上，發(fā)電機3與電動機2的傳動方式要保證在滿載時電動機的轉速能高于同步轉速的3-4％；傳動方式采用聯(lián)軸節(jié)直接傳動或三角皮帶傳動；電動機2的左側設有散熱器1，電動機2與發(fā)電機3的工作狀態(tài)由控制箱4控制；基座通過螺栓貫穿于地腳孔5固定于機架或地面上。

一種三相交流電動機改發(fā)電機的設計方法的元器件選擇：改發(fā)電機的三相交流電動機的額定功率應大于負載的額定功率20%以上。例如用4.5kW的三相交流電動機發(fā)電，所接負載的功率應低于3.6kW。原動機的拖動功率要與發(fā)電機的功率匹配。

三相交流電動機改發(fā)電機專用電容器價格：20微法單相70元，30微法單相90元。（用于單相電機發(fā)電）。40微法三相110元，60微法三相140元，90微法180元，120微法240元。主電容器和副電容器均應選用無極性電容器，耐壓要大于400V。

使用時，只要把電容器并接在三相交流電動機的接線端，用柴油機帶動三相交流電動機旋轉，使其達到額定轉速，就可發(fā)出電來。供照明和其它電器用電可帶負載功率的70％左右。柴油機的功率一般應是三相交流電動機功率的1.2倍以上。

下表是三相交流電動機功率與配用電容器容量的對照表。

一種三相交流電動機改發(fā)電機的使用方法，包括以下步驟：

步驟1：用兩節(jié)1.5V干電池作為外接電源對作為發(fā)電機的三相交流電動機進行充磁；

步驟2：檢查各負載開關在斷開位置；

步驟3：起動時應將柴油機調節(jié)至中等轉速；

步驟4：合上主電容器組，視電壓表指示電高低，使電壓達到額定值，電壓穩(wěn)定為380V、頻率為50Hz；

步驟5：在起動電機負載時，應事先至少是同時合上補償電容組和加大柴油機油門，以保護端電壓在額定值，電壓穩(wěn)定為380V、頻率為50Hz；確保三相交流電動機負載最好是空載狀態(tài)；之后慢慢加大油門，加負載；

步驟6：合上阻性負載時應同時加大柴油機油門，以保護端電壓在額定值，電壓穩(wěn)定為380V、頻率為50Hz；

步驟7：在斷開部分負載時，要逐漸減少柴油機油門，降低電容器容量；

步驟8：在全部停機時，要關掉柴油機油門，降低電容器容量。

操作時，起動柴油機調到中等轉速，合上主電容器組，視電壓表指示高低，調節(jié)柴油機的轉速，使電壓達到額定值。在加上負載的同時，應加大柴油機的油門，否則會引起頻率下降或電壓消失。特別在起動感性負載時，應事先或至少是同時合上補償電容器組和加大柴油機的油門，以保持端電壓為額定值。三相交流電動機最好是空載，以防電機失壓；反之，在斷開部分負載或全部停機的同時，要減小柴油機的油門，減小電容器的組容量。否則會由于突然失載使電壓升高，將電容擊穿或燒環(huán)電器。停機后要注意將電容放電。本系統(tǒng)輸電距離在1000m以內可靠。

一種三相交流電動機改發(fā)電機的原理是，用異步三相交流電動機發(fā)電，必須有一個自激的過程，激磁電流要超前定子電勢相位90度。這就要求異步電機必須輸出一個容性電流才能供給自己的激磁，所以在異步電機的定子端接上一定量的電容就可解決異步電機的激磁問題。異步電機最初電壓的建立是靠它本身的剩磁，若電機失去磁性時，可用兩節(jié)干電池或蓄電池在電機的定繞組任意兩端碰一二次，即可獲得所需要的剩磁。

配接電容器的容量要與電機相匹配，若容量太小，當轉子轉速一定時，激磁電流達不到，發(fā)電機端電壓就達不到額定值；若容量太大，會產(chǎn)生過激磁，使電壓上升過高，電容器容易被擊穿。一般可按每千瓦電機配電容40微法左右選用。異步發(fā)電機的頻率取決于轉速。其關系為F=P*N/60，或中F為異步發(fā)電機的頻率，單位轉/分，P為磁極對數(shù)。

柴油機與三相交流電動機與電容匹配表如下。

本發(fā)明的電容器多組并聯(lián)的作用是分流，可以提供（吸收）更大的容性電流，即增大了容量，特別是在工業(yè)上無功補償、濾波等場合，無功補償?shù)娜萘亢艽?，更是需要電容并?lián)，在本發(fā)明里更能提供穩(wěn)定的電壓和電流，使發(fā)電機電壓穩(wěn)定。

本發(fā)明的改變負載投入時對發(fā)電機系統(tǒng)的影響從兩方面著手。一是220V供電，純電阻型電路，使負載與多組電容器并聯(lián)后一起投入供電系統(tǒng)，使得供電平穩(wěn)。二是380V供電，純電阻型三相Y接電路，使負載與多組電容器Y接后一起投入供電系統(tǒng)，使得供電平穩(wěn)。三是380V供電，純三相交流電動機電路，使負載與多組電容器角接后一起投入供電系統(tǒng)，使得供電平穩(wěn)。

本發(fā)明的三相交流電動機通過外加電容器和動力(柴油機、水輪機等)拖動，可臨時改為發(fā)電機，供照明或廣播、小型農(nóng)副產(chǎn)品加工機械使用。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。